近日，陜西省首個(gè)綠氫制綠氨項(xiàng)目及煤化工耦合綠氫/綠醇項(xiàng)目簽約落地榆林國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。該項(xiàng)目將建設(shè)5萬(wàn)m3/h綠氫、2.5萬(wàn)m3/h綠氧和30萬(wàn)t/a綠色甲醇項(xiàng)目。據(jù)了解，“十四五”期間，榆林高新區(qū)將依托區(qū)內(nèi)的蘭州石化榆林化工有限公司7萬(wàn)t/a副產(chǎn)氫氣及豐富的綠電資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展綠氫耦合現(xiàn)代煤化工，推動(dòng)以氫換煤、綠氫消碳，全力打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。
“雙碳”目標(biāo)下，化工部門面臨巨大減碳?jí)毫?。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，推廣可再生能源制氫替代傳統(tǒng)化石能源制氫是加快推進(jìn)化工部門低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措。未來(lái)，隨著綠氫經(jīng)濟(jì)性的提升，其在化工領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模有望持續(xù)增加，同時(shí)也將為氫能產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大發(fā)展空間。
■■ 協(xié)同發(fā)展是必然趨勢(shì)
在近日召開(kāi)的中國(guó)電氫耦合與氫化工技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)上，與會(huì)專家指出，化工部門是國(guó)民生產(chǎn)中的主要碳排放部門之一，也是脫碳難度最高的部門之一。在我國(guó)，合成氨、合成甲醇等化工行業(yè)每年消費(fèi)的氫氣量高達(dá)2000萬(wàn)噸，其上游原料幾乎全部源于煤炭、天然氣等化石能源。在此背景下，既是工業(yè)原料又是清潔燃料的綠氫為化工項(xiàng)目提供了更多可行性。
近年來(lái)，利好綠氫及化工項(xiàng)目耦合的政策紛紛出臺(tái)。2022年4月，工業(yè)和信息化部聯(lián)合六部委印發(fā)《“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出“鼓勵(lì)石化化工企業(yè)因地制宜、合理有序開(kāi)發(fā)‘綠氫’，推進(jìn)煉化、煤化工與‘綠電’‘綠氫’等產(chǎn)業(yè)融合示范”；2022年3月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，提出探索開(kāi)展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業(yè)替代化石能源示范。
目前，我國(guó)已有20多個(gè)省份和60多個(gè)地級(jí)市制訂氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，已公開(kāi)發(fā)布的可再生能源制氫項(xiàng)目合計(jì)產(chǎn)能達(dá)到429萬(wàn)噸。
石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院能源化工處副總工程師溫倩指出，此前，傳統(tǒng)化石能源和新能源之間是割裂的，化石能源只能直接外運(yùn)，是一個(gè)低價(jià)值的產(chǎn)品外輸，而新能源又有很大的就地消納壓力。氫可作為二者連接的橋梁，實(shí)現(xiàn)新能源與化工產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。
以煤化工為例，“煤化工+新能源”一體化發(fā)展，可有效降低化石資源消耗和碳排放，同時(shí)解決新能源的波動(dòng)和消納難題。溫倩表示，煤化工消納潛力巨大，綠氫用作合成氨原料可實(shí)現(xiàn)全部替代，用作甲醇原料根據(jù)碳?xì)浔?:2可實(shí)現(xiàn)部分替代，考慮其他煤化工子行業(yè)后，共計(jì)可形成約1.6億千瓦的新能源消納潛力。
■■ 電氫耦合是關(guān)鍵舉措
國(guó)家發(fā)改委能源研究所副研究員劉堅(jiān)認(rèn)為，氫能具備能源載體和工業(yè)原料的雙重屬性，電氫協(xié)同可促進(jìn)可再生能源發(fā)電與化工行業(yè)融合，進(jìn)而打造基于可再生能源的綠氫化工系統(tǒng)。
“當(dāng)前我國(guó)正處于新型能源體系建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，氫能和新型電力體系是未來(lái)碳中和能源系統(tǒng)的核心要素，有必要發(fā)揮氫能的獨(dú)特作用，充分挖掘綠氫作為低碳能源與原料的雙重價(jià)值。”劉堅(jiān)表示，通過(guò)電氫協(xié)同將綠氫與化工有機(jī)融合，可推動(dòng)可再生能源對(duì)化石能源的全面替代，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
另有專家指出，利用綠電和綠氫的能源屬性，以綠氫和綠電替代煉化工藝用化石燃料，可有效減少煉化生產(chǎn)用能環(huán)節(jié)的碳排放，推動(dòng)石化工業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型。同時(shí)，依靠科技進(jìn)步，對(duì)煉化工藝流程進(jìn)行適應(yīng)綠電、綠氫再造，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降碳、綠色環(huán)保。未來(lái)短流程生產(chǎn)特色產(chǎn)品、低碳排放的總流程方案將成為煉化工藝主流。
中國(guó)寰球工程公司北京分公司副總經(jīng)理兼總工程師馬明燕提醒，目前國(guó)內(nèi)外的綠氫化工大多為“綠氫替代”模式。需要注意，包括發(fā)電與儲(chǔ)能的新能源側(cè)和化工用氫側(cè)要分別統(tǒng)籌、規(guī)劃與管理；發(fā)揮綠氫的整合作用，也需新能源發(fā)電、儲(chǔ)能、制氫、儲(chǔ)氫、用氫全產(chǎn)業(yè)鏈一體化考慮。
■■ 需樹(shù)立系統(tǒng)性思維
劉堅(jiān)指出，綠氫與化工行業(yè)具有巨大的協(xié)同發(fā)展?jié)摿Γ枰韵到y(tǒng)性思維開(kāi)展綠氫化工頂層設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，應(yīng)充分發(fā)揮綠氫靈活儲(chǔ)調(diào)的特性，促進(jìn)大規(guī)模、高比例新能源消納；在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，提升可再生能源長(zhǎng)距離輸送效率，實(shí)現(xiàn)輸電與輸氫優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；在消費(fèi)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)推動(dòng)綠氫在化工領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，鼓勵(lì)綠氨、綠醇等綠氫化工試點(diǎn)示范。
“不過(guò)，我國(guó)綠氫資源與化工產(chǎn)能空間錯(cuò)配問(wèn)題突出，風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源富集地區(qū)主要集中在西部的內(nèi)蒙古、青海等地，本地消納綠氫空間有限，外送能力不足。而石油化工產(chǎn)能主要分布于中東部沿海地區(qū)，綠氫資源相對(duì)有限。”劉堅(jiān)表示，西部地區(qū)的可再生能源可通過(guò)新建氫氣管道或改造天然氣管線輸送至中東部地區(qū)，也可以綠電形式利用特高壓輸電通道輸送至負(fù)荷終端，但電氫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同運(yùn)行方式還需進(jìn)一步研究。
目前我國(guó)尚未針對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈建立完整的項(xiàng)目管理、并網(wǎng)調(diào)度、電價(jià)政策與綠色認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，這些都為綠氫化工的有序發(fā)展帶來(lái)困難。對(duì)此，劉堅(jiān)建議，在政策層面加大對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)的扶持力度，重點(diǎn)支持技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化，研究出臺(tái)針對(duì)綠氫的電價(jià)補(bǔ)貼和減稅政策，加強(qiáng)化工行業(yè)能耗“雙控”、碳排放“雙控”等政策的銜接。在監(jiān)管層面，建立健全綠氫相關(guān)法律法規(guī)和監(jiān)管制度，積極參與綠氫國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，支持綠氫減排量納入自愿碳減排市場(chǎng)交易。
